施工组织设计下载简介
内容预览随机截取了部分，仅供参考，下载文档齐全完整
Xx一桥现浇箱梁钢管贝雷梁模板支架安全专项施工方案主要工种劳动力需求计划见下表
表3.1 人员配置计划
第九章 支架模板计算书
JC／T744-2019 纤维增强水泥管井施工指南.pdf1、《集美新城软件园三期高速公路以北研发区二期市政道路施工图设计》桥梁分册；
12、《装配式公路钢桥多用途使用手册》；
13、《路桥施工计算手册》周水兴编著；
9.2主要材料力学性能
9.2.1 Q235钢材计算参数取值
I14、I36a工字钢分配梁、10号槽钢、钢管立柱等除贝雷片外的钢材材质均为Q235，Q235钢材力学性能取值：
弹性模量：E（MPa）：2.1×105MPa；
密度（Kg/ m3）：ρ=7850；
剪切模量G（MPa）：81000；
抗拉、抗压和抗弯强度设计值：=215MPa；
抗剪强度设计值：=125MPa；
单片贝雷强度设计值按照《装配式钢桥多用途使用手册》取值如下：
不加上下加强弦杆单排单层贝雷梁允许弯矩788.2kN.m；允许剪力为245.2kN。
惯性矩：I=250500cm4；
截面抵抗矩：W=3578.5cm3；
16Mn钢弹性模量E=2.1×105MPa；容许应力弯曲应力[σ]=273MPa；剪应力[τ]=208MPa；
9.2.3竹胶板（取1mm板条为计算单元）
竹胶板厚度12mm，竹胶板弹性模量E竹=5×103 MPa；
竹胶板允许应力[σ]竹=55 MPa（干态纵向强度设计值80 MPa，干态横向强度设计值55 MPa）；
惯性矩：I=bh3=×1×123=144 mm4；
截面抵抗矩：W=bh2=×1×122=24 mm3；
10×10cm方木采用马尾松，弹性模量E=1×104MPa；顺纹抗弯强度设计值=13MPa，顺纹抗剪=1.5MPa。
按实际管桩高度，取典型跨径和荷载工况，采用MIDAS/Civil建立钢管桩、分配梁、贝雷梁整体计算模型，进行强度和刚度验算。基础、贝雷梁上纵横向分配梁、竹胶板、弧形架等按最不利工况单独验算。
9.3.1钢管支架、分配梁计算
按最高管桩高度取最不利工况计算，对钢管桩进行强度验算和稳定性验算，钢立柱底考虑与钢筋混凝土条形基础固结计算，稳定性计算时不考虑与桥墩的抱箍措施。钢管桩强度、稳定性验算按照《钢结构设计规范》进行。
贝雷片各构件的弯拉或弯压组合应力和剪应力不应超过16Mn钢材的强度设计值（装配式公路钢桥多用途使用手册）。贝雷梁的挠度值不应超过跨径的1/400（公路桥涵施工技术规范）。
9.3.3贝雷梁上结构验算
对工字钢分配梁、弧形架验算按照《钢结构设计规范》进行；对方木、竹胶板等按照《木结构设计规范》和《公路桥涵施工技术规范》进行强度和刚度验算。计算工况均取最不利工况，按照单个构件进行验算，弧形架、分配梁按照实际工作状态建立有限元模型。
按照《公路桥涵施工技术规范》规定，本桥支架验算需考虑的计算荷载包括①模板、支架自重、②新浇筑混凝土、钢筋、预应力筋或其他圬工结构物的重力、③施工人员及施工设备、施工材料荷载、④振捣混凝土时产生的振动荷载、⑤新浇筑混凝土对模板侧面的压力、⑥混凝土入模时产生的水平方向的振动荷载、⑧风荷载。
以上荷载分别取值如下：
①贝雷梁、立柱、立柱上分配梁、贝雷梁上分配梁、弧形架等按照实际截面计算自重荷载。方木、模板自重按照1kPa计。
②混凝土自重按照26kN/m3计算，梁截面分为翼缘板、边腹板、中腹板、顶底板分别计算，截面高度2.1m，中支点2m，边支点1.5m为实心段，其余为空心段，靠近支点腹板厚度0.6m，跨中腹板厚度0.45m。
③施工人员及施工设备、施工材料荷载取值2.5kPa。
④振捣荷载混凝土产生的振动荷载：水平面模板P振=2.0 kPa；垂直面模板P振=4.0 kPa。
⑤新浇砼面侧压力（分两次浇筑）：
F=0.22γct0β1β2v1/2 =0.22×26××1.0×1.15×=37.59kN/m2
γc—混凝土的重力密度（kN/m3）；
t0—新浇混凝土的初凝时间（h），可按实测确定。当缺乏实验资料时，可按t0计算（T—混凝土初凝温度,取20度）；
β1—外加剂影响系数，不掺外加剂时取1.0；掺有缓凝作用的外加剂时取1.2；
v—混凝土浇注速度，取 1.0（m/h）。
按照混凝土为流体计算，浇筑高度1.9m时，F=γcH=26×1.9=49.4kN/m2，取上述两值的最小值，故最大侧压力为F=37.59kN/m2。
⑥混凝土入模时水平方向的冲击荷载2.0kPa。
μs—风荷载脚手架体型系数，查《建筑结构荷载规范》表7.3.1第36项得1.2；
W0—基本风压，按厦门地区50年一遇，取0.8kN/m2。
表9.1 荷载分项系数取值
表9.2 荷载组合表
9.5箱梁结构尺寸分解计算
第一联3×40m梁箱梁一般构造图见图9.1。
图9.1 第一联3×40m箱梁一般构造图
将2.1m梁高标准梁划分为翼缘板（含翼缘根部圆角）、边腹板（含顶底板倒角）、中腹板、顶底板。翼缘板宽度3.5m，厚度0.18~0.50m，面积1.21m2；边腹板截面积1.45m2；中腹板截面积1.76m2；顶底板1.43m2；总面积9.94m2。
表9.3 第一联箱梁各截面分解表
第二联3×40m梁箱梁一般构造图见图9.2。
图9.2 第二联箱梁一般构造图
第二联中支点2m、边支点1.5m梁段为实心截面，2.1m梁高，总截面积31.73m2。边支点1.5m梁段为实心截面，1.9m梁高，总截面积23.91m2。实心段向跨中2.5m顶底板厚度由0.5m渐变为0.25m，实心段向跨中4.5m腹板厚度均为0.6m，其后2.5m，腹板厚度由0.6m渐变为0.45m。具体各梁段截面分解见下表9.4。
表9.4 3×40m梁各截面分解表
9.6贝雷梁上结构计算
9.6.1外模底板上纵向方木
（1）纵向分配梁10×10cm方木，2.1m高梁段以及天桥其中心间距均为300mm，跨度按L=0.75m计算。
按照2.1m高梁段实心段最不利工况计算。
=1.2×（2.1×26×0.3+1×0.3）+1.4×（2.5×0.3+2×0.3）=21.91kN/m
MPa MPa =1.2×（2.1×26×0.3+1×0.3）=20.02kN/m mm 9.6.2外模竹胶板（取1mm板条为计算单元） 取2.1m高梁段实心段，方木间距0.3m，竹胶板净跨径0.2m计算。 竹胶板弹性模量E竹=5×103 MPa； 竹胶板允许应力[σ]竹=80 MPa； 惯性矩I=bh3=×1×123=144 mm4； 截面抵抗矩W=bh2=×1×122=24 mm3； 强度验算1mm宽板条荷载组合： =1.2×0.001×（2.1×26+1）+1.4×0.001×（2.5+2）=73.02N/m 按简支梁计算跨中弯矩： MPa<［σ竹］=55MPa（干态纵向强度设计值80 MPa，干态横向强度设计值55 MPa），满足要求。 刚度验算时取第一次浇筑高度为梁高2/3 计算，刚度验算1mm宽板条所受荷载： =1.2×0.001×（2.1×0.667×26+1）=44.88N/m 按两跨连续梁计算最大挠度： mm 按顶板最厚段计算，顶板厚度0.5m，纵向方木间距0.3m，净距0.25m。 1mm宽板条荷载组合： 强度验算：=1.2×0.001×（0.5×26+1）+1.4×0.001×（2.5+2）=23.1N/m 刚度验算：=1.2×0.001×（0.5×26+1）=16.8N/m 按简支梁计算跨中弯矩： MPa<［σ竹］=55MPa（干态纵向强度设计值80 MPa，干态横向强度设计值55 MPa），满足要求。 mm 9.6.4内模纵向方木（次楞） 按顶板最厚段计算，顶板厚度0.5m，纵向方木间距0.3m，采用5×10cm马尾松方木。 惯性矩I=bh3=×5×103=416.7cm4； 截面抵抗矩W=bh2=×5×102=83.3cm3； =1.2×0.3×（0.5×26+1）+1.4×0.3×（2.5+2）=6.93kN/m 按简支梁计算跨中弯矩： MPa MPa =1.2×（0.5×26×0.3+1×0.3）=5.04kN/m mm 9.6.5内模横向方木（主楞） 按顶板最厚段计算，顶板厚度0.5m，横向方木间距0.8m，跨径0.9m，采用10×10cm马尾松方木。 惯性矩I=bh3=×10×103=833.3cm4； 截面抵抗矩W=bh2=×10×102=166.7cm3； =1.2×0.8×（0.5×26+1）+1.4×0.8×（2.5+2）=18.48kN/m 按简支梁计算跨中弯矩： MPa MPa =1.2×（0.5×26×0.8+1×0.8）=13.44kN/m mm 9.6.6内模扣件式脚手架立杆 立杆采用Ф48×3.6mm钢管，按顶板最厚段计算，顶板厚度0.5m，宽度3.83m，按每断面竖向承力立杆3根，立杆断面506mm2。每根立杆承担的顶板面积，0.8×1.2=1.02m2。 立杆按两端铰支计算，计算高度160m，回转半径i=15.9cm，长细比，查稳定安全系数0.580。 P=1.2×1.02×（0.5×26+1）+1.4×0.96×（2.5+2）=23.18kN 按轴心受压构件计算截面应力: MPa 对2.1m梁高处弧形架受力进行验算。弧形架布置间距0.75m，在腹板沿高度设M16对拉螺栓二道，纵向间距1.5m。翼缘板为梯形荷载，翼缘板端弧形架线荷载组合值（强度验算）： 翼缘板根部弧形架线荷载组合值（强度验算）： 腹板混凝土有效压头高度1.45m，首次浇筑高度按梁高2/3控制,为考虑最不利作用，本计算假定首次浇筑高度至翼缘板根部，即浇筑1.6m高度。浇筑面1.45m以下混凝土侧模压力和振捣组合弧形架侧向荷载（强度验算）： 翼缘板根部混凝土侧模压力和振捣组合弧形架侧向荷载（强度验算）： 对2.1m高弧形架进行验算，刚度荷载组合作用下弧形架的变形见图3.3，强度荷载组合作用下弧形架的应力组合值见图3.4。 图9.3 弧形架变形图（m） 图9.4 弧形架组合应力图（MPa） 弧形架竖向最大挠度1.08mm，产生在最外侧贝雷片与翼缘板端部之间位置，小于。 弧形架最大水平位移0.48mm,产生在腹板距底板0.45m位置，小于。 对拉螺栓外直径16mm,螺纹内径13.55mm,容许螺杆拉力24.5kN。有限元计算的对拉螺栓拉力20.2kN,满足要求。 计算结果表明，在腹板1/3高度、2/3高度设置2道M16对拉螺栓，纵向间距1.5m，可确保侧模安全。 9.6.8贝雷梁上横向分配梁验算 贝雷梁上横向分配梁采用I14工字钢，Q235钢材。型钢截面积A=21.5cm2，截面惯性矩I=712cm4，截面模量W=102cm3。I14工字钢常见6m、9m、12m长度，本次底板下布置12m通长工字钢，长度不足时应采用交错搭接方式布置，搭接长度不小于2m。 2.1m梁高实心段为最不利工况，取此位置横向分配梁，按多跨连续梁计算挠度和应力。计算刚度和强度时的荷载组合见下： 1.2×0.75×(2.1×26+1)+1.4×0.75×(2.5+2)=54.77kN/m 1.2×0.75×(2.1×26+1)=50.04kN/m 工字钢支承点在贝雷片上方，跨径为贝雷梁间距，底板下跨径组合为2×0.45m+1.2m+0.9m+1.2m+2×0.45m+1.2m+0.9m+1.2m+2×0.45m，最大跨径1.2m。 I14分配梁最大挠度位于1.2m跨跨中，最大竖向挠度0.47mm,见图9.10。按1.2m跨径计算，允许挠度。实际挠度小于规范容许值，分配梁刚度满足要求。 图9.5 I14分配梁弯矩图 图9.6 I14分配梁剪力图 图9.7 I14分配梁上缘弯曲应力 图9.8 I14分配梁下缘弯曲应力 图9.9 I14分配梁剪应力 图9.10 I14分配梁位移等值线图 9.6.9支架刚度、强度验算 考察支架横截面布置，本桥第一联左、右幅横截面布置一致，第二联为另一种型式；从纵向上分析，贝雷梁有4组12m长度和3组9m长度两种结构型式，但立柱间距均为9m。对贝雷梁来说，9m简支和9m简支+两端1.5m悬臂相比，9m简支跨中挠度和上下弦杆应力更大，但对I36分配梁和立柱受力，12m更为不利；从荷载情况分析，该桥为等高度梁，跨中腹板厚度小，荷载小，而靠近支点截面腹板厚度较大，且有实心段和顶底板变截面段，荷载更大。在计算分配梁、立柱以及基础时，还应考虑单片贝雷梁承担的梁段的荷载。综合分析，支架方案的最不利计算工况为： 工况1：第一联右幅近桥墩支架，结构型式为1.5m悬臂+9m简支+1.5m悬臂，桥墩处实心段和变截面段长度共3.25m，荷载由单片贝雷梁传递给靠近桥墩的I36分配梁和立柱、基础。 工况2：第二联近桥墩支架，结构型式为1.5m悬臂+9m简支+1.5m悬臂，桥墩处实心段和变截面段长度共2.7m，荷载由单片贝雷梁传递给靠近桥墩的I36分配梁和立柱、基础。 工况3：在工况2的基础上，计入钢管桩基础的不均匀沉降。按横向中间钢管桩沉降5mm考虑。沉降对横撑、剪刀撑、柱顶横向分配梁受力大，建模考虑了横撑、剪刀撑。 三工况需组合的荷载有支架自重、模板重量、主梁砼重、施工荷载2.5kN/m2、浇筑混凝土对水平面的冲击2kN/m2。箱梁自重分解为翼缘板、边腹板、边室顶底板、中腹板、中室顶底板，分别由对应的贝雷梁承担。荷载计算见表9.5、表9.6。 表9.5 工况1梁体自重荷载分解表 表9.6 工况2梁体自重荷载分解表 工况1（第一联右幅9m简支梁+两端1.5m悬臂梁）支架验算 模板自重1kN/m2、施工荷载2.5kN/m2、振捣荷载2kN/m2按照均布荷载施加在支架模板上。12m贝雷梁上梁体的自重荷载按照均布线荷载施加在贝雷片上，梁端空隙处梁体自重按照集中荷载施加在2I36分配梁相应节点上。 该工况下支架的变形、支反力以及各构件的内力（或应力）、构件的变形见图9.11~9.16。支架验算结果见表9.7、表9.8。 图9.11 工况1支架刚度荷载组合变形图 图9.12 2I36横向分配梁竖向位移图 图9.13 2I36横向分配梁弯矩图 图9.14 2I36横向分配梁剪力图 （a）贝雷梁弯拉（压）组合应力图 （b）贝雷梁剪应力图 图9.15 贝雷梁应力图 图9.16钢管立柱支点反力图 （2）工况2（第二联9m简支+两端1.5m悬臂梁）贝雷梁支架验算 图9.17~图9.22给出了工况2支架变形、内力（应力）等计算结果，各构件的强度、刚度验算见表9.9、9.10。 图9.17 工况2支架刚度荷载组合变形图 图9.18 2I36横向分配梁竖向位移图 图9.19 2I36横向分配梁弯矩图 图9.20 2I36横向分配梁剪力图 （a）贝雷梁弯拉（压）组合应力图 图9.21 贝雷梁应力图 图9.22 钢管立柱支点反力图 （3）工况3（考虑钢管桩不均匀沉降） 在工况2的基础上，分析了钢管桩的不均匀沉降对支架受力的影响。不均匀沉降对横撑、剪刀撑受力有较大影响，建模时予以考虑。假定横向中心钢管桩不均匀沉降5mm。计算结果如下： 图9.23 工况3沉降立柱、横梁变形及组合应力图 9.6.10承台满堂计算 承台处采用满堂支架，承台顶面放置4组2I14工字钢横梁。第一联0#桥台承台净距3.5m，外侧悬挑长度40cm，而第二联6#桥台承台净距4m，外侧悬挑长度143cm。由此，6#桥台承台工字钢横梁受力较为不利。对此处满堂支架进行验算。混凝土梁重荷载按照端头实心段梁体计算。 刚度组合荷载作用下满堂支架变形图见图9.24，强度组合荷载满堂支架组合应力图见图9.25，剪应力见图9.26。 图9.24承台满堂支架位移等值线图 图9.25承台满堂支架组合应力图 图9.26承台满堂支架剪应力图 9.6.11支架单根钢管立柱稳定性计算 从上述支架静力计算工况中分析可知，工况1靠墩柱中间立柱轴力最大，采用Ф529×8钢管时最大轴力为939.6kN。稳定性计算采用有限元方法，按单根立柱，不考虑横撑、剪刀撑和抱柱措施计算。 Ф529钢管惯性矩：mm4 按最高高度6m计算，Ф529钢管立柱的稳定极限承载力： kN，对应稳定安全系数6.8，立柱稳定性满足要求。考虑到通过立柱增加横撑、剪刀撑以及墩柱抱箍措施，对稳定性有极大提高，由此，本方案支架两种规格钢管立柱稳定性均满足要求。 9.6.12模板支架的抗倾覆稳定性 因侧模板受风荷载作用，风荷载产生的倾覆力矩可能会超过模板支架的自重产生的抗倾覆力矩，从而使侧模倾覆。计算两种荷载下弧形架的竖向支点反力，以进一步计算对弧形架最左侧支点的力矩。 自重对最左侧支点的力矩：M1= R1×X1+ R2×X2+ R3×X3+ R4×X5=11.43kN•m； 图9.27 弧形架及模板自重作用下支反力 图9.28 风荷载加载及弧形架支反力 9.6.13条形基础地基承载力验算 从上述支架静力计算工况中分析可知立柱对条形基础的压力之合力。第一联、第二联靠墩柱条基宽度1.4m，其余条基宽度1.2m。第一联左右幅条基分离，长度均按15.5m计算，第二联条基通长布置，长度按31m计。按照《公路桥涵地基与基础设计规范》进行验算。工况1、工况2条基基底应力分别计算如下。 墩柱侧立柱，条基合力：N=4117.8N，条基面积：A=21.7m2，基底应力：f=N/A=189.7kPa； 跨中侧立柱，条基合力：N=2935.9kN，条基面积：A=18.6m2，基底应力：f=N/A=157.8kPa； 墩柱侧立柱，条基合力：N=8637.3kN，条基面积：A=43.4m2，基底应力：f=N/A=199.0kPa 跨中侧立柱，条基合力：N=6346.3kN，条基面积：A=37.2m2，基底应力：f=N/A=170.6kPa 由此，本支架地基承载力容许值要求大于200kPa。本支架条形基础持力层为中粗砂，按照《公路桥涵地基与基础设计规范》，中密中粗砂持力层承载力可达到370kPa，能够满足本支架的承载力要求。 9.6.14钢管桩基础承载力验算 桩基长度按进入中粗砂层、粉质黏土层或残积砂质粘性土层13m计。振动沉桩影响系数取1.0，管桩承载力容许值： 靠近墩柱的中间钢管桩受压力最大，工况2计算结果为885.5kN。由此，按照进入中粗砂、粉质黏土层和残积砂质粘性土层13m计，管桩承载力满足要求。 经对支架方案中各构件进行分析计算，可得出如下结论： （1）支架、模板各构件强度及刚度均满足要求。 （2）对压杆的稳定性进行分析表明，钢管立柱的稳定性满足要求。 DB37／T 1215-2010 地埋管地源热泵系统应用技术规程.pdf（3）侧模在风荷载作用下的整体抗倾覆稳定性满足规范要求。 （4）靠近墩柱的条形基础宽度1.4m，其余条形基础宽度1.2m。要求地基承载力不小于200kPa。按照规范及类似工程经验，以中粗砂为条形基础持力层可满足要求。建议通过现场承载力检测确定是否符合要求。 针对支架方案，特提出以下合理化建议： （1）条基施作前应将表层杂填土和耕植土完全清理，对基底进行振动压实处理。条基周边应设截水沟、集水坑等，对条形基础进行防、排水处理。 （2）支架搭设前应对支架基础进行预压试验，支架搭设后应按照1.1倍模板及梁体自重荷载进行预压，以确保支架的安全性，并消除地基及架体的非弹性变形。箱梁的施工预拱度设置根据预压数据确定。 （3）对支架条形基础及架体应设变形监测点山东济宁市最简易的钢结构施工组织设计，混凝土浇筑时进行变形监测。遇沉降量过大或变形迅速增加时，应停止浇筑混凝土。